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管式土壤水分儀介紹
一、測(cè)量原理與物理機(jī)制
儀器基于頻域反射(FDR)技術(shù),通過探針發(fā)射高頻電磁波。由于水的介電常數(shù)遠(yuǎn)高于干燥土壤礦物質(zhì),電磁波在介質(zhì)中的傳播頻率變化與土壤體積含水量存在確定的物理對(duì)應(yīng)關(guān)系。設(shè)備通過測(cè)量這種頻率偏移量,反演計(jì)算出土壤的體積含水率,該方法無需直接接觸土壤溶液,受土壤鹽分與電化學(xué)干擾較小。
二、管式探頭結(jié)構(gòu)與剖面布設(shè)
核心傳感部件采用全密封管式結(jié)構(gòu)(通常為PVC或ABS材質(zhì)),內(nèi)置多組環(huán)形或針式傳感器節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)沿管材垂直軸向等距或非等距排列,可一次性植入地下,實(shí)現(xiàn)對(duì)從地表至深層(通常可達(dá)數(shù)米)土壤剖面的多點(diǎn)同步測(cè)量。此設(shè)計(jì)避免了傳統(tǒng)單點(diǎn)測(cè)量無法代表土層垂直變異性的缺陷,能夠構(gòu)建連續(xù)的土壤水分廓線。
三、環(huán)境適應(yīng)性封裝與防護(hù)
針對(duì)長(zhǎng)期野外埋設(shè)需求,傳感器與電路部分采用全密封灌封工藝,具備高等級(jí)防塵防水能力。外殼材料具有耐酸堿、抗腐蝕特性,能夠抵御土壤中根系分泌液及微生物的長(zhǎng)期侵蝕,確保在高濕、浸泡或凍融循環(huán)等復(fù)雜土壤環(huán)境中長(zhǎng)期工作的結(jié)構(gòu)完整性與電氣穩(wěn)定性。
四、數(shù)據(jù)采集與通信拓?fù)?/span>
內(nèi)置低功耗主控模塊,支持可調(diào)采樣頻率。通信上集成無線傳輸(如4G/5G、NB-IoT)與有線接口(如RS485),可將原位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送至遠(yuǎn)程管理平臺(tái)或本地?cái)?shù)據(jù)中心。系統(tǒng)具備斷點(diǎn)續(xù)傳與大容量本地緩存功能,以應(yīng)對(duì)野外信號(hào)不穩(wěn)定導(dǎo)致的傳輸中斷問題。
五、能源管理與安防系統(tǒng)
供電系統(tǒng)通常采用太陽(yáng)能、市電與內(nèi)置鋰蓄電池的多源互補(bǔ)方案,并配備電源管理策略以適應(yīng)無人值守的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。設(shè)備集成衛(wèi)星定位(如北斗/GPS)與振動(dòng)傳感單元,可實(shí)現(xiàn)地理坐標(biāo)綁定、防盜位移報(bào)警及設(shè)備狀態(tài)自檢,降低野外運(yùn)維與資產(chǎn)監(jiān)管難度。
六、主要應(yīng)用場(chǎng)景
適用于農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)灌溉中的根區(qū)土壤水分動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、生態(tài)學(xué)研究的土壤-植物-大氣連續(xù)體(SPAC)水通量分析、水文地質(zhì)領(lǐng)域的地下水補(bǔ)給與土壤水運(yùn)移研究,以及山體邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)中的土壤飽和度預(yù)警。
七、核心功能
1、管式土壤水分測(cè)定儀采用全密封結(jié)構(gòu),防水IP67,PVC外殼,可長(zhǎng)期放置于田間、土地中進(jìn)行不間斷測(cè)量。
2、不同深度土壤參數(shù)同時(shí)監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)深度最深達(dá)2米,深度可以定制。
3、長(zhǎng)度根據(jù)檢測(cè)段位需求確定;智能定位防盜,內(nèi)置GPS,實(shí)時(shí)經(jīng)緯度地理位置信息通過4G/5G網(wǎng)絡(luò)方式發(fā)送到后臺(tái)。
4、通訊方式靈活,可選4G/5G或RS485通訊方式。
5、開放數(shù)據(jù)接口,便于根據(jù)需要獲取數(shù)據(jù)。
6、低功耗設(shè)計(jì),三種外部供電方案:太陽(yáng)能供電、220V供電及內(nèi)置長(zhǎng)效鋰電池持續(xù)供電。
7、振動(dòng)防盜:內(nèi)置振動(dòng)傳感器,當(dāng)設(shè)備發(fā)生振動(dòng)、移除等外力操作時(shí)設(shè)備立即自動(dòng)向APP端推送報(bào)警信息。
8、標(biāo)配四層土壤溫度和土壤水分傳感器。
9、自帶數(shù)據(jù)管理云平臺(tái)和APP,可通過網(wǎng)頁(yè)或手機(jī)查看數(shù)據(jù)。
管理云平臺(tái)功能:
1、自帶儀器云管理平臺(tái)包含C/S架構(gòu),可將所有便攜式設(shè)備及在線設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析,數(shù)據(jù)備份防丟失,查看操作方式包括網(wǎng)頁(yè)端及手機(jī)端(安卓/蘋果系統(tǒng)均可用)。
2、顯示每種傳感器采集到的數(shù)據(jù)、檢測(cè)時(shí)間、采集地點(diǎn)GPS坐標(biāo)信息。
3、數(shù)據(jù)可通過4G/5G網(wǎng)絡(luò)方式或者USB數(shù)據(jù)線導(dǎo)入方式上傳至管理云平臺(tái)。平臺(tái)內(nèi)數(shù)據(jù)可下載,分析,打印。
4、平臺(tái)支持設(shè)備數(shù)據(jù)存儲(chǔ),提供足夠容量可長(zhǎng)期保存。
5、平臺(tái)為設(shè)備數(shù)據(jù)提供曲線與表格等報(bào)表形式,且數(shù)據(jù)可導(dǎo)出與導(dǎo)入。
6、平臺(tái)可以結(jié)合數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)表制作,報(bào)表打印,報(bào)表導(dǎo)出功能。
7、軟件可在線升級(jí)。
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